PythonI/O进阶学习笔记_3.1面向对象编程_python的多态和鸭子类型

系统 1346 0

前言:

与第一篇的面向对象内容不同的是,第一篇中的面向对象更多的是与类、对象结合起来的概念粗浅理解,就是在编程历史中诞生的一种思想方法。

这篇的面向对象编程,更多落实到在语言设计实现中,是如何体现面向对象这一设计思想的。

本篇内容围绕 python基础教程这段:
在面向对象编程中,术语对象大致意味着一系列数据(属性)以及一套访问和操作这些数据的方法。使用对象而非全局变量和函数的原因有多个,下面列出了使用对象的最重要的好处。
 多态:可对不同类型的对象执行相同的操作,而这些操作就像“被施了魔法”一样能够正常运行。
 封装:对外部隐藏有关对象工作原理的细节。
 继承:可基于通用类创建出专用类。
内容较多,这篇为上篇。

Content:

- 类和对象的多态

- - 多态和鸭子类型

1.什么是多态?

2.什么是鸭子类型?

3.动态python的多态和其他动态语言的区别? 和静态语言多态的区别?

4.python语言中鸭子类型的应用?

下篇内容:

- 类和对象的封装、继承

- - 抽象基类

- - 类属性,实例属性和其查找顺序

- - 静态方法、类方法、对象方法

- - 数据封装和私有属性

- - python的自省机制

- - python中的super函数

- - django中的继承

- - 上下文管理器

 

一  类的多态和鸭子类型

1.什么是多态?

    同一操作作用于不同的对象,可以有不同的解释,产生不同的执行结果,这就是多态性。

    简单来说,就是有一个父类,很多子类继承了父类的方法但是对父类的方法进行了自己的定制(或者是在python中很多不同的类实现了同一个名字的方法),我生成这些子类的所有对象都有同一个方法,调用这些对象的相同方法但是有不同的结果。

    多态的好处:

    a.应用程序不必为每一个派生类编写功能调用,只需要对抽象基类进行处理即可。大大提高程序的 可复用性 。//继承 

    b.派生类的功能可以被基类的方法或引用变量所调用,这叫向后兼容,可以提高 可扩充性 可维护性 。     //多态的真正作用

 

2.什么是鸭子类型?

    即所有的类都实现了同一种方法,调用得时候可以同时调用这一种方法。在任何对象中,指定某一个方法名,所有类都可以通用,就为鸭子类型。 (是不是很像多态的概念?)

    鸭子类型(英语:duck typing)是动态类型的一种风格。在这种风格中,一个对象有效的语义,不是由继承自特定的类或实现特定的接口,而是由当前方法和属性的集合决定。这个概念的名字来源于由James Whitcomb Riley提出的鸭子测试,“鸭子测试”可以这样表述:“当看到一只鸟走起来像鸭子、游泳起来像鸭子、叫起来也像鸭子,那么这只鸟就可以被称为鸭子。”
     python是很崇尚鸭子类型的。
 
3. python的鸭子类型和多态是什么关系呢?和其他静态语言多态的区别?
    多态是一个广泛的概念,所有面向对象编程语言中,都具有多态性,但是我们不说python支持多态,只说c++,java支持多态。因为python本身就是多态的,并且python不存在不多态。
    什么意思呢?
    就是传统c++,java所说的多态,是所有子类,继承了父类的所有方法情况下,定义了自己的方法,不同对象(继承了同一父类的类生成的)调用了同一方法执行不同。这叫我们实现了这两者语言中的多态。
    但是python所崇尚的鸭子类型更牛批的地方在于,我不在乎是不是有父类、父类是谁,任何多个没有继承的类,我只要实现了相同名字的方法,那么这几个不同类生成的对象就有了同一个特性,能用同一个方法,就能有多态性。 Python是只要你有一模一样的函数存在,那么他就可以按照多态的处理方式来给你处理。
例子:
如果用python来表示c++、java中的多态:
              
                class
              
              
                 Animals():
    
              
              
                def
              
              
                 say(self):
        
              
              
                print
              
              (
              
                "
              
              
                say something
              
              
                "
              
              
                )


              
              
                class
              
              
                 Duck(Animals):
    
              
              
                def
              
              
                 say(self):
        
              
              
                print
              
              (
              
                "
              
              
                gaga
              
              
                "
              
              
                )


              
              
                class
              
              
                 Dog(Animals):
    
              
              
                def
              
              
                 say(self):
        
              
              
                print
              
              (
              
                "
              
              
                wangwang
              
              
                "
              
              
                )


              
              
                class
              
              
                 Miao(Animals):
    
              
              
                def
              
              
                 say(self):
        
              
              
                print
              
              (
              
                "
              
              
                miaomiao
              
              
                "
              
              )
            
pythonic的多态:
              
                class
              
              
                  Cat():
              
              
                def
              
              
                 say(self):
        
              
              
                print
              
              (
              
                "
              
              
              
                "
              
              
                )

              
              
                class
              
              
                 Dog():
              
              
                def
              
              
                 say(self):
        
              
              
                print
              
              (
              
                "
              
              
              
                "
              
              
                )

              
              
                class
              
              
                 Duck():
              
              
                def
              
              
                 say(self):
        
              
              
                print
              
              (
              
                "
              
              
                gaga
              
              
                "
              
              
                )
animals_list
              
              =
              
                [Cat,Dog,Duck]

              
              
                for
              
               i 
              
                in
              
              
                 animals_list:
    i().say()
              
            
通常不提倡继承式的多态,更提倡第二种pythonic的多态。
是不是很奇怪,看起来第一种继承式的更常用更有用的样子?注意不要混淆python继承的常用情况和多态的常用情况。看4中python的实际应用大概就能明白了。
 

4.鸭子类型在python语言设计中的实际应用?

例用list实现了的extend方法来看。

描述:extend() 函数用于在列表末尾一次性追加另一个序列中的多个值(用新列表扩展原来的列表)。

语法:extend()方法语法: list . extend ( seq )

    extend方法的参数是接收一个可迭代的对象,而list、tuple、和set对象都实现了__iter__(self)(定义当迭代容器中的元素的行为),这就是所谓的, 它不关注对象的类型,而是关注对象具有的行为(方法)。
 
    这个接口的描述告诉我们,不是只用list作为参数,而是只要是 可迭代对象 都可以。甚至是迭代类型的生成器也是可以的。 自己实现一个类,是可以迭代的,也是可以放进来的。
 
    这点是很重要的,可迭代类型共同具有的方法__iter__,来给所有的类定义了一种性质,就是它可迭代,就跟3中所有的类都实现了say这个方法,那么它们都可以say一样。这就是鸭子类型的真正用处,重点关注list、dict、set都因为__iter__成为了可迭代类型,而不是它是list类型、set类型等。(这里与之前的魔法函数又对上啦)
ps.调用对象里的 __getitem__、__iter__等魔法函数,就说明这个对象是可迭代的,这个方法不会抛异常,而会一直执行下去。
 
关于魔法函数和鸭子类型的总结:
a.通过魔法函数对python对象进行了分组,对同组对象进行相同行为的定义实现多态。
b.鸭子类型在python最初设定的时候就设定好了,对于一个对象,我们重点在于其设置的方法,而不是对象类型。

 


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